Systèmes chaotiques spatiotemporels pour la génération de séquences d'étalement de spectre dans les systèmes DS-CDMA

par Soumaya Meherzi

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Safya Belghith et de Sylvie Marcos.

Soutenue en 2008

à Paris 11 en cotutelle avec l'Ecole nationale d'ingénieurs de Tunis , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Chaos spatiotemporel
• Exposants de Lyapunov
• Séquences
• Corrélation
• Ppic
• Ber
• Synchronisation
• Accès multiple par différence de code

Résumé

Dans la première partie de ce travail et après avoir fait le point sur l’importance du sequence design pour les systèmes CDMA, on a étudié la technique d’annulation parallèle d’interférence PPIC. On a proposé une nouvelle approche pour l’optimisation des facteurs de pondération basée sur la maximisation du SINR. On a montré également que, moyennant un choix adéquat des séquences d’étalement, le PPIC peut réaliser de meilleures performances que le de��tecteur MMSE avec un seul étage utilisant les séquences de Gold. Dans la deuxième partie, on s’est intéressé aux systèmes chaotiques spatiotemporels pour générer des séquences d’étalement de spectre. On a montré que leur synchronisation est équivalente à une stabilité temporelle et on a déterminé les paramètres qui permettent de l’établir. D’autre part, on a montré que le système considéré peut exhiber un comportement chaotique même en cas de stabilité temporelle. Par ailleurs, on a proposé un nouveau système plus avantageux que le modèle d’origine en terme de comportement chaotique. On a utilisé ensuite les notions d’entropie et de complexité algorithmique pour prouver le comportement aléatoire des séquences symboliques ainsi générées. Enfin, on a montré par simulations que ces séquences peuvent réaliser en moyenne des performances légèrement meilleures que les séquences conventionnelles de Gold et ce, pour différentes structures de détecteurs multiutilisateurs. Ces séquences présentent l’avantage par rapport aux séquences conventionnelles d’être infinies en nombre et en longueur mais aussi d’avoir la possibilité d’être régénérées à l’identique.

Titre traduit

Spatiotemporal chaotic systems for the generation of spreading sequences in DS/CDMA systems

Résumé

In the first part of this work we give an overview on sequence design in CDMA systems. Then, we analyze partial parallel interference cancellation (PPIC) technique and we propose a new method for weighting-factors optimization based on SINR maximization. Moreover, we show that, given suitable sequence design, the one-stage PPIC detector can outperform MMSE detector with Gold sequences. In the second part, we address spatiotemporal chaotic systems for generating spreading sequences. We show that the synchronization of such systems can be regarded as temporary stability and we give the suitable parameters choice to achieve such synchronization. In the other hand, we show that the system can even though exhibit chaotic behavior. Furthermore, we propose a new system which is more advantageous in terms of chaotic behavior. Then we have used entropy and algorithmic complexity to study random-like behavior of the so generated symbolic sequences. Last, we show by simulations that such sequences have a slightly better performance than Gold ones for different multiuser detectors. Compared to conventional sequences, the proposed one have the advantage to be infinite in number and length with the possibility of identical duplication.